近日，威廉希尔万雪琴教授团队在中科院一区Top期刊《国际生物大分子杂志》（International journal of biological macromolecules，最新IF=6.953）在线发表了题为《阳离子/H+交换器(CAX)家族基因的全基因组分析和表达谱揭示了杨树对镉胁迫响应的潜在功能》（Genome-wide analysis and expression profiling of Cation/H+ exchanger (CAX) family genes reveal likely functions in cadmium stress responses in poplar）的研究论文。该论文以威廉希尔何方副教授为第一作者，博士研究生时羽杰为共同第一作者，万雪琴教授为通讯作者，威廉希尔官网和北京林业大学为共同完成单位。
镉是一种有毒重金属，严重影响人类健康和生态安全。阳离子/H+交换器(CAX)家族是一种独特的金属转运蛋白，在植物体内镉的吸收、转运和缓解过程中起着至关重要的作用。虽然对毛果杨全基因组分析的研究很多，但对CAX家族基因，尤其是Cd胁迫的研究还很少。在这项研究中，对杨树CAX家族的全基因组分析确定了7个与胁迫相关的CAX基因。进化树分析表明，CaCA家族基因聚为4个类群。此外，在杨树中通过串联复制获得了7对基因。顺式作用元件分析在不同PtrCAX的启动子中发现了许多与胁迫相关的元件。一些PtrCAX在干旱、虫咬和机械伤害下表达上调，这表明它们可能在调节胁迫反应中发挥作用。在镉胁迫下，根中所有CAX基因表达上调。我们的发现表明，植物可能通过TF-CAXs模块来调节它们对Cd胁迫的反应。酵母异源表达发现CAXs可以增强植物对重金属的耐性，对CAX家族的全面研究为杨树重金属污染的植物修复提供了科学依据。
该研究得到了国家自然科学基金（32101481、31870645）、四川省育种攻关项目（2021YFYZ0032）、四川省科技厅项目（2021YJ0301）和中国博士后基金会(2021M692331）的资助。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.01.202
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